(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路に流れる流体の流量を計測する流量計測部と、
前記流量計測部によって計測された流量に基づき、従前の使用環境には存在しない新事象として、流体を使用する器具の運転時における定常時とは異なる非定常な流量パターンを登録しておき、同じ非定常な流量パターンを複数回検知した場合に非定常的挙動と検知する新事象検知部と、
前記新事象検知部が検知した非定常的挙動の新事象を表す新事象信号を、外部の受信装置に送信する送信部と、
を備える流量計測装置。
【請求項２】
請求項１記載の流量計測装置であって、
前記新事象検知部は、前記非定常な流量パターンとして点火不良時のパターンを用いる流量計測装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の流量計測装置と前記受信装置をネットワークで結んで構成される通信システム。
【請求項４】
流路に流れる流体の流量を計測するステップと、
計測された流量に基づき、従前の使用環境には存在しない新事象として、流体を使用する器具の運転時における定常時とは異なる非定常な流量パターンを登録しておき、同じ非定常な流量パターンを複数回検知した場合に非定常的挙動と検知するステップと、
前記非定常的挙動の新事象を表す新事象信号を、外部の装置に送信するステップと、
を備える流量計測方法。
【請求項５】
流量計測装置を制御するコンピュータに、以下のステップを実行させる流量計測プログラムであって、
流路に流れる流体の流量を計測するステップと、
計測された流量に基づき、従前の使用環境には存在しない新事象として、流体を使用する器具の運転時における定常時とは異なる非定常な流量パターンを登録しておき、同じ非定常な流量パターンを複数回検知した場合に非定常的挙動と検知するステップと、
前記非定常的挙動の新事象を表す新事象信号を、外部の装置に送信するステップと、
をコンピュータに実行させる流量計測プログラム。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項記載の流量計測装置、通信システム、流量計測方法または流量計測プログラムを用いた流体供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の流量変化を捕らえることにより、流体を使用している環境に何らかの変化が生じたことを検知し、外部へ通知するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガス流路を流れるガスの流量変化を捉えることにより、ガス流量計測装置の製造後であっても、市場に登場した新しい器具の使用パターンの情報を逐次取り入れて、器具別の正確な流量を検出するシステムが存在する（特許文献１参照）。
【０００３】
上記システムにおいては、各家庭に配置された流量計測装置が、サービスセンターと通信回線を通じて接続されている。そして、市場に新しいガス器具が登場した場合、サービスセンターによってガス器具のデータベースの内容が更新され、通信手段を介して流量計測装置のデータベース記憶手段の記憶内容が更新されることとなる。従って、家庭内にこの新しいガス器具が導入された場合であっても、常に正しい器具判別ができることとなる。
【０００４】
また、点火時の流量パターン変化を検出することにより、器具の寿命による故障発生あるいは点検時期を予測し、寿命による故障発生あるいは点検時期が接近したことを外部に知らせるガス器具監視装置が提案されている。この装置によれば、器具の寿命による故障発生を未然に防止することが可能となる（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００７−２４７５３号公報
【特許文献２】特開平１０−２３８７７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１の従来例は、正常な使用状態における流量パターンによって器具を判別するものであり、器具の故障などの不適切な使用状態を検出するものではない。また、上記特許文献２の従来例は、点火時間や立ち上がり時間の変化、点火流量や運転流量の変化などの流量パターンの経時的変化を検出し、通常使用で想定される寿命を予測するものであり、通常使用において想定外の非定常的挙動などを検出することはできなかった。
【０００６】
本発明は、前述した課題を解決するためになされたもので、その目的は、器具運転時における定常時と異なる挙動を検出し、不適切な使用状態を識別可能にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の流量計測装置は、流路に流れる流体の流量を計測する流量計測部と、前記流量計測部によって計測された流量に基づき、従前の使用環境には存在しない新事象として、流体を使用する器具の運転時における定常時とは異なる非定常な流量パターンを登録しておき、同じ非定常な流量パターンを複数回検知した場合に非定常的挙動と検知する新事象検知部と、前記新事象検知部が検知した非定常的挙動の新事象を表す新事象信号を、外部の受信装置に送信する送信部と、を備える。
【０００８】
本発明によれば、器具運転時における定常時と異なる挙動を検出し、例えば点火不良や故障等の不適切な使用状態を識別可能にすることができる。
【０００９】
前記新事象検知部は、前記非定常な流量パターンとして点火不良時のパターンを用いてもよい。
【００１０】
これにより、器具運転時において非定常な流量パターンを用いて非定常的挙動を検知し、不適切な使用状態を識別可能となる。
【００１１】
また、本発明は、上記いずれかの流量計測装置と前記受信装置をネットワークで結ぶことにより通信システムが構成される。
【００１２】
さらに本発明は、流路に流れる流体の流量を計測するステップと、計測された流量に基づき、従前の使用環境には存在しない新事象として、流体を使用する器具の運転時における定常時とは異なる非定常な流量パターンを登録しておき、同じ非定常な流量パターンを複数回検知した場合に非定常的挙動と検知するステップと、前記非定常的挙動の新事象を表す新事象信号を、外部の装置に送信するステップと、を備える流量計測方法を提供する。また、このようなステップを、流量計測装置を制御するコンピュータに実行させる流量計測プログラムも本発明に含まれる。さらに、上述の流量計測装置、通信システム、流量計測方法または流量計測プログラムを用いた流体供給システムも本発明に含まれる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、器具運転時における定常時と異なる挙動を検出し、不適切な使用状態を識別することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１５】
（全体構成）
図１は、本発明の実施形態における流量計測装置としてのガスメータ１００と、センター装置２００と、ネットワーク３００と、ＣＯセンサ４００からなる流体供給システムのブロック図を示すものである。ガスメータ１００とＣＯセンサは建物に配置され、例えば無線または有線通信によって互いに通信可能となっている。また、センター装置２００はガス会社、プロパン業者、もしくはこれらと関係のある会社などの管理部署に設置され、各建物に配置されたガスメータ１００を集中管理する装置であり、ガスメータ１００とは無線、電話回線、インターネットなどのネットワーク３００を介してネットワーク通信可能に接続されている。
【００１６】
ガスメータ１００は、流路１０２と、流量計測部としての超音波流量計１０４と、計測流量情報記憶部１０６と、新事象検知部１０８と、送受信部１１０と、器具判別部１１６と、器具別流量履歴情報保持部１１８とを備えたものである。さらにガスメータ１００は、流路１０２に配置され、緊急時などにガスを遮断する流路遮断弁１２２を含む。
【００１７】
超音波流量計１０４は、流路１０２に流れる流体としてのガスに対し、一定時間間隔（例えば２秒など）で超音波を発射してその流量を計測するものであり、一般的なものを使用することができる。計測流量情報記憶部１０６は、超音波流量計１０４で計測された計測流量値と、当該計測流量値を計測した計測時間が対応付けられて記述された対象データ（流量パターン）を記憶する。
【００１８】
新事象検知部１０８は、ガスメータ１００の使用環境において、従前の使用環境には存在しない、何らかの新しい事象（新事象）が生じた場合、器具判別部１１６における、従前の器具により生じる事象との比較により、従前の器具ではないこのような事象を検知し、当該新事象を表す新事象信号を生成する。特に本発明においては、器具運転時における定常時の定常的挙動とは異なる非定常的挙動を新事象として検知し、これによって不適切使用の状態を識別可能にする。「不適切使用」とは、ガス器具の故障時の異常運転や、操作者による不適切な運転等、正常な使用とは異なる使用態様を意味する。このような新事象信号が、外部の監視装置等に送信されることにより、適切な流体の使用環境の維持を図ることが可能となる。
【００１９】
送受信部１１０は、外部の他の装置と、種々の情報を送受信するものであり、通信手段、通信方法は有線、無線を問わず何ら限定されない。送受信部１１０は、新事象検知部１０８が生成した新事象信号を、無線、インターネットなどのネットワーク３００を介して、ガス会社、プロパン業者などが管理するセンター装置２００のごとき外部の装置に送信する送信部として機能する。
【００２０】
ＣＯセンサ４００は、ガス器具１３〜１５からＣＯ（一酸化炭素）が漏洩した場合等にＣＯを検知し、ＣＯの検知を示すＣＯ検知信号を送受信部（ＣＯ検知信号を受信する受信部として機能する）１１０に無線通信（有線通信でもよい）により送信する。もちろん、このＣＯ検知信号の送受信部が別途設けられて、送受信部１１０に信号が送られてもよい。送受信部１１０は受信したＣＯ検知信号を新事象検知部１０８に送信する。
【００２１】
器具判別部１１６は、計測流量情報記憶部１０６に記憶された流量パターンに対して、流体としてのガスを使用しているガス器具を判別する。ここで器具判別部１１６は、流量パターンと、予めガス器具ごとに器具別流量履歴情報保持部１１８に記憶されたガス器具固有の流量履歴情報を比較し、その類似関係等からガスを使用するガス器具を判別する。
【００２２】
また、ガスメータ１００は上流側においてガス管路１９に接続されるとともに、下流側にてガステーブル、ファンヒータ、床暖房等、種々のガス器具１３，１４，１５に接続されている。
【００２３】
本実施形態のガスメータ１００は、流量計測部たる超音波流量計１０４によって計測された流量の流量パターンから、流体の使用環境下において、従前の使用環境には存在しない事象である新事象が新たに生じたことを検知し、外部のセンター装置２００に通知する。本実施形態においては、図２以下のグラフに示すように、超音波流量計１０４が一定時間間隔（例えば２秒など）をおいて計測される流量（絶対流量）Ｑを計測し、計測された各流量が計測流量情報記憶部１０６に記憶され、グラフに示すような流量パターンが生成される。このような生成流量パターンに基づき、新事象が検知される。
【００２４】
（第１の実施形態）
上述したように、本発明では、ガスメータ１００の新事象検知部１０８が、器具運転時における正常な定常時の流量パターンとは異なる非定常な流量パターンに基づいて非定常的挙動を検知し、これを異常使用による非定常的挙動として検知することによって、器具の初期不良や点火不良、故障等の不適切使用を識別可能にする。特に、非定常的挙動として、通常の使用時に起こり得る挙動以外の、想定外の流量パターンの挙動を検知する。第１の実施形態では、定常時の流量パターン（正常状態の挙動）と非定常な流量パターン（異常状態の挙動）とが繰り返し生じる場合の非定常的挙動の検知例について示す。
【００２５】
図２は、ガス器具１３，１４，１５のうちのいずれかのガス器具において、定常時の流量パターンと非定常な流量パターンとが繰り返し生じる場合の流量パターンを示す。ここでは、ガス器具として給湯器を例示している。図２の例は、ガス器具の点火不良の初期状態が示されており、何回か正常に点火して作動した定常時の流量パターンが現れた後、点火不良等による異常状態とみなされる非定常な流量パターンが発生し、その後、正常な流量パターンと異常な流量パターンとが繰り返し出現している。このとき、非定常的挙動として、明らかに通常の流量パターンとは異なるパルス形状で、互いに類似した異常流量パターンが発生している。
【００２６】
このようなパルス形状の流量パターンが複数回続く場合、新事象検知部１０８は、このときの非定常的挙動を検知し、何らかのガス器具が異常使用されている（ガスへの点火が正常になされない等）と判断する。これによって、点火不良等による不適切使用の状態の発生したことが識別可能になる。非定常的挙動を検知するには、上記パルス形状の流量パターンなど、記憶されている各器具の定常時の流量パターンとは異なる非定常な流量パターンを新事象として捉えて、この異常状態とみなされる流量パターンに基づいて検知することができる。この非定常な流量パターンには、流量パターンの特性として、パターン形状、流量値、継続時間などが含まれる。
【００２７】
図３は、定常時の流量パターンと非定常な流量パターンの各流量パターンを詳細に示したものである。給湯器では、点火時に緩点火動作をするため、図３の左側のように正常に作動する場合、器具の立ち上がりにおいて所定の流量Ｑｐまで流量が増加した後、所定期間Δｔ１だけ流量変化が少ない期間が生じ、その後さらに流量が増加して定常状態の流量となる。一方、図３の右側のように点火不良による異常が生じた場合は、所定の流量Ｑｐまで流量が増加した後、流量増加が生じず、正常に点火せずに所定期間Δｔ２が経過した後に流量が立ち下がる。このような異常な流量パターンによる非定常的挙動が生じた場合は、例えばガス器具において所定期間Δｔ２経過後に自動的にガス流路を閉じてガスを停止する。ここで、上記のような点火不良時の流量パターン等を非定常な流量パターンとして検知した後、この流量パターンを登録しておき、以後の非定常的挙動の検知に用いることも可能である。
【００２８】
非定常的挙動を検知した場合、新事象検知部１０８は、非定常的挙動による新事象発生を示す新事象信号を生成して送受信部１１０に新事象信号を送る。送受信部１１０は、当該新事象信号をネットワーク３００を介してセンター装置２００に送る。センター装置２００は所定の通報手段により管理部署に新事象信号を通報し、管理部署は、不適切使用に関する何らかの新事象が生じたことを把握する。そして、センター装置２００から使用者宅へ不適切使用が発生したことの通知、警報などを報知したり、使用者宅のガスメータやガス器具の点検を行うなど、所定の対策をたてて状況に応じた保安処理を行うことが可能となる。このとき、センター装置２００は新事象信号を受信する受信装置として機能し、ガスメータ１００と受信装置からなる通信システムが構成される。
【００２９】
本実施形態によれば、非定常的挙動を検知することで、使用時に通常想定される範囲外の事象である初期不良や点火不良、故障などの不適切使用を識別することができ、ガス器具の保安の向上に寄与することができる。この場合、器具の異常使用を適切に把握でき、器具の交換、事故防止などが容易なものとなる。
【００３０】
（第２の実施形態）
第２の実施形態では、非定常な流量パターンの出現例の他の例について示す。図４は、ガス器具１３，１４，１５のうちのいずれかのガス器具において、定常時の流量パターンと非定常な流量パターンとが繰り返し生じ、かつ非定常な流量パターンが時間とともに増加する場合の流量パターンを示す。また、図５は、非定常な流量パターンのみの繰り返しで定常時の流量パターンが発生しなくなった場合の流量パターンを示す。これらの場合においてもガス器具として給湯器を例示している。
【００３１】
図４の例は、図２の例から点火不良が進行した場合が示されており、正常な定常時の流量パターンと点火不良等による異常状態とみなされる非定常な流量パターンとが繰り返し出現し、非定常な流量パターンが増加している。また、図５の例は、図４の例からさらに点火不良が進行し、故障等により点火しなくなった場合が示されている。この場合、点火不良等による異常状態とみなされる非定常な流量パターンのみが連続して出現する。
【００３２】
本実施形態では、新事象検知部１０８は、図４や図５の場合に、異常状態とみなされる非定常な流量パターンの発生回数、または発生割合等による発生頻度などを用いて、非定常的挙動を検知する。なお、発生回数または発生頻度とその流量パターンの特性とを組み合わせて用いて非定常的挙動を検知するようにしてもよい。流量パターンの発生回数や発生頻度を用いることによって、ガス器具の不良具合などの不適切使用の状況やその程度を検知することも可能である。
【００３３】
本実施形態によれば、非定常的挙動を検知することで、使用時に通常想定される範囲外の事象である点火不良や故障発生などの不適切使用を識別することができ、さらに、異常時の流量パターンの発生回数や発生頻度を用いることによって、不適切使用の状況やその程度を識別することもできる。
【００３４】
なお、非定常的挙動を検知する際に、異常状態とみなされる複数回の非定常な流量パターンに基づいて非定常的挙動を検知してもよいし、誤検知の可能性が少ない場合は、１回の非定常な流量パターンに基づいて非定常的挙動を検知してもよい。また、定常時の流量パターンと非定常な流量パターンとを組み合わせて用いて非定常的挙動を検知してもよい。複数の流量パターンによって非定常的挙動を検知することで、検知精度を高めることができる。また、短時間に大量の流量変化が生じたなど、急激な流量変化がある場合は、１回の流量変化のパターンのみで非定常的挙動を検知してもよい。
【００３５】
以上のように、上記各実施形態においては、ガスメータ１００は、流体の流量パターンから、流体の使用環境下において、ガス器具の通常使用時とは異なる想定外の非定常的挙動による新事象を検知し、外部のセンター装置２００に種々の手段を介して通知する。この非定常的挙動の検知によって、ガス器具の点火不良や故障発生などの不適切な使用状態を識別でき、種々の保安対策を実施することが可能になる。
【００３６】
以上のような流量計測方法を実施するため、ガスメータ１００における新事象検知部１０８や図示せぬコンピュータ（演算装置）には、本発明の流量計測方法の各ステップを実行させるプログラムが記憶されている。また、本発明の流量計測装置、流量計測方法、コンピュータに実行させるプログラムを用いた流体（ガス）の供給源を含む流体供給システムも本発明に含まれる。
【００３７】
なお、以上の説明は超音波流量計を用いた場合について説明したが、他の瞬間式の流量計測装置でも、同様の効果が得られることは明白である。
【００３８】
以上、本発明の各種実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態において示された事項に限定されず、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者がその変更・応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
以上のように、本発明によれば、器具運転時における定常時と異なる挙動を検出し、不適切な使用状態を識別可能となる効果を有し、流量計測装置の使用環境下における新事象に対する対策がより適切なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施形態におけるガスメータを含むガス供給システムのブロック図
【図２】定常時の流量パターンと非定常な流量パターンとが繰り返し生じる場合の流量パターンを示すグラフ
【図３】定常時の流量パターンと非定常な流量パターンの各流量パターンを詳細に示すグラフ
【図４】定常時の流量パターンと非定常な流量パターンとが繰り返し生じ、かつ非定常な流量パターンが時間とともに増加する場合の流量パターンを示すグラフ
【図５】非定常な流量パターンのみの繰り返しで定常時の流量パターンが発生しなくなった場合の流量パターンを示すグラフ
【符号の説明】
【００４１】
１３、１４、１５  ガス器具
１９  ガス管路
１００  ガスメータ（流量計測装置）
１０２  流路
１０４  超音波流量計（流量計測部）
１０６  計測流量情報記憶部
１０８  新事象検知部
１１０  送受信部
１１６  器具判別部
１１８  器具別流量履歴情報保持部
１２２  流路遮断弁
２００  センター装置
３００  ネットワーク
４００  ＣＯセンサ
【図１】
0005213221.tif 000002
【図２】
0005213221.tif 000003
【図３】
0005213221.tif 000004
【図４】
0005213221.tif 000005
【図５】
0005213221.tif 000006